摘 要：说明了SST公司新一代Super Flash型存储器39SF020的性能结构、接口特征、读写程序以及使用中的注意事项。结合实际应用，简述其在和80C196KC单片机构成断路器监测系统中的连接关系。

      关键词：Super Flash；接口特征；监测系统；80C196KC单片机
 
      39SF020是SST公司最近推出的一种SuperFlash型的存储器芯片，属于SST公司平行闪速存储器(Parallel Flash Memories)系列产品中的多功能型闪速存储器(Multi-Purpose Flash)，采用单一+5V电源供电，可方便地应用于嵌入式系统的电路设计中。

      与同容量的其他类型存储器相比，39SF系列闪速存储器具有明显的优点。39SF020的字节写入速度可达20μs，明显高于E2PROM型存储器。而价格又远低于同容量的非易失性静态存储器(NVSRAM)，芯片读写速度满足绝大多数场合，是一种性价比很高的存储器。

      39SF020适用于需要程序在线写入或大容量、非易失性数据重复存储的场合，其基于Super Flash技术的CMOS电路设计可以在降低功耗的同时显著提高系统的稳定性。

      1 SST39SF020性能特点

      1．1 SST39SF020的主要特性

      (1)按256kB x 8b结构组织。

      (2)单一十5V供电下的读写操作。

      (3)高性能的使用寿命：读写操作可达100 000次，数据保存时间大于100年。

      (4)低使用功耗：芯片选通条件下工作电流为10mA，非选通条件下工作电流为3μA。

      (5)扇区擦除能力：4 kB空间为基本擦除单位。

      (6)读取数据时间：45-70ns。

      (7)地址和数据锁存功能。

      (8)芯片擦除和写入时间：扇区擦除时间为18ms，芯片擦除时间为70ms，字节擦除时间为14μs，芯片整体重新写入时间为2s。

      (9)具有内部擦除或写人操作完毕的状态标志位。

      1．2 SST39SF020内部结构框图

      图1为39SF020内部结构框图，其中A17一A0为地址线，CE#为芯片选通信号，OE#可作为读信号，WE#为写信号，DQ7～DQ0为数据线，可方便地与8位数据总线接口。图2为39SF020的外部管脚封装图。

      2 SST39SF020读写操作和特定指令代码

      SST39SF020闪速存储器的读写时序与一般存储器的读写时序相同，当OE#和CE#信号同时为低电平时，可对芯片进行读操作；当WE#和CE#信号同时为低电平时进行写操作。39SF02Q通过特定的指令代码可以完成字节、扇区或整体芯片的写入和擦除操作。表1为39SF020对应各种操作时的代码指令表(其中BA为待写入字节的地址，Data为字节写人数据，SAx为待擦除扇区地址，软件ID退出1和2的代码指令等效，XXH为寻址空间范围内的任意地址)。

      3 SST39SF020应用子程序

      SST39SF020在实际应用中需要调用特殊指令代码进行初始化设置，下面分别叙述各相应子程序。

      3．1 字节写入程序

      图3所示为向SST39SF020写入单一字节的程序流程。前3次送人固定指令代码，后面送人实际需要写入数据，等待标志完成位指示，完成写入字节操作(其中Data Polling为写入完毕的标志位)。

      3．2 等待查询程序

      SST39SF020在字节写入／擦除程序调用中，可以通过图4所示3种等待／查询方式中的任意1种判断写入／擦除操作过程是否完毕(其中Tbp为字节写入时间、Tsce为芯片擦除时间、Tse为扇区擦除时间，DQ7和DQ6为字节数据的最高位和次高位)。

      3．3 软件标识命令程序

      SST39SF020通过软件标识程序可以查询产品序号以及SST公司的编码，图5所示为相应的程序流程(其中Tida为软件查询进入和退出时间，XXH为寻址空间范围内的任意地址)。

      3．4 芯片擦除命令程序

      39SF020可以通过芯片整体擦除(Chip-Erase)和扇区擦除(Sector-Erase)程序清除原有存储数据，为写入新数据准备。图6所示为相应的程序流程。

      4 SST39SF020使用注意事项

      SST39SF020作为一种闪速型的存储器，在硬件电路设计中，其连接关系与通常所用的SRAM或E2PROM相同，只要读写信号和片选信号配合正确，一般不会出现时序方面问题。其对数据的存储是在芯片选通的基础上，通过调用相应的子程序完成的。这里需要注意的有以下几个问题：

      (1)由于SST39SF020的寻址范围为256kB，而8b或16b单片机直接寻址空间大多是64kB，因此可以将SST39SF020的地址空间划分为64X4kB或32X8kB，连接时将低位地址线与单片机的相应地址线直接相连，高位地址线由单片机的其他端口直接或通过译码电路控制。这样的硬件设计既简单又不容易引起寻址混乱。

      (2)SST39SF020在擦除原有数据或写入字节时，都要调用SST39SF020的特殊指令，该指令的地址由地址线低15位确定，这时高位地址线的电平最好设为固定的逻辑电平"0"或"1"。

      (3)由于SST39SF020扇区擦除程序的清除范围为4kB，且在写入新数据的时候必须将该数据所在4kB大小范围内的原数据清除，所以在程序设计时要注意合理分配数据存储空间。通常应以4kB为基本空间，一次采集数据的存放空间按4kB倍数设计，避免因清除某次数据而将其他有用数据删除。

      (4)在字节写入程序操作完毕后，可延时几个ms再将几个刚写入的数据读出与原值比较，以保证数据正确存人。

      5 在断路器状态监测系统中的应用

      在设计的断路器开关状态监测系统中，采用39SF020存储最近8次开关动作的监控数据。为了说明39SF020作为系统存储器部分的连接关系，主要画出由39SF020和80C196KC型单片机组成的最小系统，如图7所示。

      39SF020按32kBX8的方式分配地址空间，低8位经地址锁存器与单片机相连，高9～15位与单片机地址总线直接相连，单片机的P2．5～P2．7口与39SF020的最高3位地址线相连用于8块32kB地址空间的选择。系统中由GAL。芯片22V10构成组合逻辑提供39SF020的片选信号，39SF020的读写信号与单片机的读写信号直接相连。

      6 结 语

      SST39SF020闪速存储器的外围接口电路简单，读写速度快、功耗低，是新一代Super Flash型存储器。对于存储数据容量较大且需要掉电保存的场合，SST39SF020型存储器相对其他类型存储器成本较低，适宜推广使用。